Способ выращивания микроорганизмов на дизельном топливе с одновременной депарафинизацией его

 

СПОСОБ ВЫРЩИВАНИЯ МИКРООР-" ГАНИЗМОВ НА ДИЗЕЛЬНОМ ТОПЛИВЕ С ОДНОВРЕМЕННОЙ ДЕПАРАФИНИЗАЦИЕЙ ЕГО по авт.св. № 306734, отличающийс я тем, что, с целью увеличения выхода биомассы, на второй стадии в питательную среду добавляют кубовый остаток, полученный при перегонке депарафинизата, в концентрации 0,5-6%.^(Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (21) Ф

3251) С 12 Х 1/26//С 10 G 32/00;

С 12 2) 1/26; С 12 Н 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ Й КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТНРЬП ИЙ (61) 306734 (21) 2874708/28-12 (22), 24.01.80 (46) 07. 08. 83. Ьюл. Р 29 (72) N.È.Ðoæêoâà, E.Н.Жданникова, М.Б.Биттеева, Л.И.Козлова и Г.П.Пучкова (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеэа белковых ,веществ и Нефтехимический комбинат г, Ыведт (ГДР) (53) 663.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 306734, кл. С 12 С 11/13, 1969. (54) (57) СПОСОБ ВЫРИЦИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ HA ДИЗЕЛЬНОМ ТОПЛИВЕ С ОДНОВРЕМЕННОЙ ДЕПАРАФИНИЗА21ИЕЙ ЕГО по авт.св. 9 306734, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения выхода биомассы, на второй стадии в питательную среду добавляют кубовый остаток, полученный при перегонке депарафиннзата, в концентрации

0,5-6%.

843

Изобретение относится к микробио-. логической и нефтехимйческой промышленности и может быть использовано в производстве кормового белка иэ нефтяных днстиллятов, преимущественно керосиновйх, дизельных и гаэой- 5 левых фракций.

Известен способ выращивания микро» организмов на дизельном.. топливе с одновременной депарафиниэацией его но авт. св. Р 306734. По этому спо- 10 собу микроорганизмы выращивают в две стадии, на первой из которых культивирование ведут на питательной среде, содержащей в качестве источника углерода нефтяной дистиллят, а на второй 5 на питательной среде, полученной после отделения микроорганизмов, выращенных на первой стадииШ

Недостатком способа является невысокий выход биомассы на второй стадии за счет снижения концентрации н-алканов в частично депарафинизированном на первой стадии дистилляте.

Цель изобретения — увеличение выхода биомассы. указанная цель достигается тем, что в способе выращивания микроорганизмов на дизельном топливе с одновременной депарафинизацией его по авт.св. hl 306734, на второй стадии в питательную среду добавляют кубо- ЗО вый остаток, полученный при перегонке депарафинизата, в концентрации

0,5-6Ъ.

Кубовый остаток является побочным продуктом дистилляционной очист- 35 ки депарафинизата, получаемого в процессе производства кормовых дрожжей из нефтяных дистиллятов и представ,пяет собой высоковяакий смолистый йродукт, выкипающий в интервале температур 340-400 С, который содержит высокомолекулярные углеводороды различной структуры, в том числе неутилизированные при микробиологической депарафинизации парафиновые углеводороды нормального строения, и другие углеводороды, являющиеся субстратом для роста дрожжей и бактерий.

Однако непосредственное использование кубового остатка в качестве 50 субстрата для роста микроорганизмов затруднено-иэ-за высокой вязкости о этого продукта (при температуре 20 С кинематическая вязкость выше 50 сст) .

Добавление кубового остатка к 55 депарафиниэированному дистилляту с вязкостью 4,5-12 сст позволяет получить субстрат с кинематической вязкостью, благоприятной для выращивания на нем микрооргайизмов,- а именно не выше 18 сст.

Способ осуществляют следующим образом.

Выращивание микроорганизмов проводят на нефтяном дистилляте

468 2

/ по известному способу, описанному в авт.св. 306734. При этом для обеспечения высокого выхода биомассы выращивание ведут при высоких скоростях протока (Д-0,4-0,2 ч 1) и концентрациях нефтяного дистилля та в среде (10-50Ъ) .

В,качестве сырья используют любые дистилляты нефти, требующие депарафиниэации и содержащие Н -алканы, благоприятные для развития микроорганизмов. В частности наиболее удобны дистиллятные фракции, выкипающие в пределах 200-400ОC иэ высокопарафинистых сортов нефтей Мангышлакакой, Ставропольской, Ромашкинской и дре

В качестве культур микроорганизмов используют любые микроорганизмы, растущие на углеводородах нефти: бактерии, дрожжи, грибы.

Условия аэрации,, температуру и кислотность среды поддерживают оптимальными для используемого штамма микроорганизмов.

Источниками минерального питания служат соли азота, фосфора, калия, магния и других элементов, необходимых для развития микроорганизмов

Нефтяной дистиллят после первой ступени депарафинизации выделяют центрифугированием, сепарацией или другими известными способами. При этом получают биомассу микроорганизмов и частично депарафинизированный нефтяной дистиллят со степенью депарафиниэации 30-50Ъ.

Затем проводят вторую ступень ферментации, используя в качестве источника углерода смесь частично депарафинизированного дистиллята после первой ступени депарафиниэации и добавленного к нему в качестве дополнительного источника углерода кубового остр.тка. Смесь готовят таким образом, чтобы ее кинематическая вязкость при 20 С не превышала 18 сст, пред0 .почтительно составляла - 12 сст. При этом состав смеси и ее концентрация в среде выбираются таким образом, чтобы процентное содержание кубового остатка в водной минеральной питательной среде было в пределах

- 0,5-6Ъ.

При этом проводят периодическое или непрерывное выращивание любой культуры микроорганизмов, развивающейся в нефтяных дистиллятах, предпочтительно того же вида, что и на первой ступени ферментации.

Состав водной минеральной питательной среды может быть тем же, что и на первой ступени, или изменен в зависимости от потребностей применяемой культуры.

843468. Условия аэрации, температуру и рН среды поддерживают оптимальными для используемого штамма.

Непрерывный процесс ферментации проводят со скоростью разбавления

Д=0,2-0,1 ч и концентрацией в среде смеси частично депарафинизированного дистиллята с. кубовым остатком в пределах 10-75Ъ, предпочтительно 20-40%.

Нефтяной дистиллят выделяют сепарацией или любым из известных способов. При этом выход биомассы микроорганизмов на 15-30% выше, чем при выращивании микроорганизмов по из- . вестному способу. Степень депарафинизации не изменяется и составля- 15 ет 60-95Ъ.

Пример 1. Дрожжи Ca.ndida gu-, illiermondii штамм ВСБ-569 выращивают непрерывным способом в типовом ферментере емкостью 30 л с аэрацией 20 и перемеииванием при 34 С, рН среды

4,1 0,1.

Минеральный состав среды следующий:

Ортофосфорная кислота 75Ъ 2,5 r

Калий хлористый 1,14 r

Магний сернокислый 0,55 r

Железо сернокислое,45 мг

Цинк сернокислый .33 мг

Марганец сернокислый 32 мг

Медь сернокислая 4,1 мг

Вода водопроводная 1 л . Азот в количестве 2,45 г/л подают в виде аммиачной воды в процессе ферментации, одновременно используя его для поддержания рН среды на уровне

4,0-4,2.

Первую ступень выращивания проводят при скорости протока Д-0,20 ч и концентрации источника углероданефтяного дистиллята 30%. 40

Нефтяной дистиллят содержит 15%

Н -алканов.

Биомассу дрожжей и частично депарафинизированный дистиллят разделяют сепарацией с добавлением 0,2% 45 ПАВ. Полученные дрожжи высушивают на распылительной сушилке. Частично депарафинизированный дистиллят содержит 7Ъ H --алканов, имеет вязкость 8,4 сст, температуру застывания - 20 С. К частично депарафи0 низированному дистилляту, выделенному из культуральной среды после первой ступенИ выращивания, добаВляют 20 вес.Ъ (т.е. в соотношении

5:1 ) кубового остатка в качестве . дополнительного источника углерода.

Используют кубовый остаток, полученный в результате дистилляционной перегонки депарафинизированного микробиологическим путем дистилля- 60 та фракции 240-3650С с отбором 90% основной фракции. Кубовый остаток имеет температуру начала кипения

365ОС, вязкость при 20 С вЂ” 66 сст.

Групповой состав углеводородной 65 части кубового остатка: содержание парафино -нафтеновых углеводородов

43,6Ъ, ароматйческих углеводородов 52,2Ъ, смол 4,2. Полученная смесь частично депарафинизированного дистиллята и кубового остатка имеет при 20оC вязкость 12 сст и температуру застывания — 13 С. При этом концентрация смеси в культуральной среде составляет 36 вес.Ъ, что соответствует содержанию в среде 6Ъ кубового остатка.

Вторую ступень выращивания проводят в тех же условиях по рН, температуре и аэрации, что и на первой ступени. Скорость протока

Д-0,15 ч.

Дрожжевую суспензию после второй ступени выращивания, содержащую ° депарафинизированную смесь дистиллята и кубового остатка, разделяют на компоненты сепарацией с ПАВ, при этом получают биомассу, которую высушивают на распылительной сушилке, и депарафиниэированный нефтяной дистиллят, Выход дрожжей составляет 14,5 г/л абсолютно сухой биомассы. Температура застывания полученного депарафинизата — 30 С при степени део парафинизации 80Ъ.

В контрольном варианте опыта, проведенного в тех же условиях, на среде, содержащей в качестве источника углерода на второй ступени выращивания частично депарафинизированный дистиллят, полученный на первой ступени выращивания, выход биомассы составляет 12,0 г/л, т.е. был меньше на 17% при той же степени депараФиниза;,ии.

Пример 2. Дрожжи Сапа йа

guilliermondii штаю ВСБ-542 выращйвают периодическим способом на минеральной среде следующего состава: в 1 л водопроводной воды

NHy Н PG4 10 г, К НРО) 10 г, . "1ЯБС4 7H„О

0,7 г. В качестве источника углерода используют частично депарафинизированный дистиллят, полученный после первой ступени выращивания

<см, пример 1}. В питательную среду вносят 24% частично депарафинизированного дистиллята и кубового остатка, взятых в соотношении 7:1. Вязкость полученной смеси составляет

10 сст при 20 С. Содержание кубового остатка в среде ЗЪ.

Дрожжи выращивают при 32 С на као чалке (200. об/мин) в течение трех суток при рН 5, 5 °

Выход биомассы в конце опыта составляет 10 г/л, а в контрольном варианте на среде с частично депарафинизированным дистиллятом 8 г/л, что на

20Ъ меньше при той же степени депарафинизации дистиллята.

843468

Составитель Т.Мелентьева

Техред Т.Маточка Корректор О.Билак

/ Редактор П.Горькрва

Заказ 81 28/4 Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Пример 3. Бактерии Мусооо

caus 1actis выращивают периодическим способом на минеральной среде состава, укаэанного в примере 2, рН среды 6,7-7,0.

В качестве источника углерода используют 20% смеси из частично депарафиниэированного дистиллята (вязкость 9,4 сст) и кубового остатка (вязкость 66 сст) в соотношении 7:3.

Вязкость смеси равна 18 сст. Содержание в среде кубового остатка 6%.

Ьактерии выращивают при температуре 40 С иа качалке f 200 об/мин ) в течение пяти суток. Выход биомассы составляет 24 г/л.

В контрольном опыте на среде с частично депарафиниэированным дистиллятом выход биомассы 18 г/л, что на 3 0% ниже.

Пример 4. Дрожжи Candida

puilliermondii штамм ВСБ-542 выращивают периодическим способом на качалке в условиях, описанных в примере 2.

В питательную среду в качестве. источника углерода вносят 20% смеси частично депарафинизированного дистиллята и кубового остатка в соотношении 30с1. Содержание кубового остатка в среде составляет 0,5%.

Выход биомассы 6 г/л и практически l0 одинаков с контрольным опытом.

Таким обра зоМ, предлагаемый способ обеспечивает увеличение на

15-30% выхода биомассы на:второй ступени ферментации за счет использования микроорганизмами в качестве дополнительного источника углерода части углеводородов кубового остатка, являющегося побочным продуктом процесса микробиологической депарафинизации нефтяных дистиллятов.